3.4 우주 냉점: 경로 진화 적색편이의 지문

목차 ／ 제3장: 거시적 우주

I. 현상과 쟁점

• 하늘에 도드라진 저온 영역. 우주 마이크로파 배경 (CMB) 의 전천 지도에는 넓고 안정적인, 주변보다 약간 더 차가운 지대가 나타납니다. 규모와 형태로 보아 단순한 확률 요동만으로 설명하기 어렵습니다.
• 원인은 원천인가, 이동 경로인가. 앞배경을 제거해도 온도 하강이 관측 대역에 따라 거의 변하지 않습니다. 따라서 국소적 방출이나 흡수로 보기 어렵고, 복사가 ‘처음부터 더 차가웠는지’ 또는 전파 중에 변했는지가 핵심입니다.
• 거대구조와의 연관. 여러 관측은 시선 방향을 따라 매우 큰 저밀·저장력 체적이 있을 가능성을 시사합니다. 그런 영역이 실제로 존재한다면 경로 효과가 자연스럽습니다. 그러나 얼마나, 왜 차가워졌는지 설명하는 물리적 인과사슬을 분명히 해야 합니다.

II. 물리 메커니즘

1. 차가운 원천이 아니라 경로에서 ‘계기’가 바뀝니다.
   빛은 에너지 실 (Energy Threads) 로 묘사되는 교란 파동 묶음이며, 에너지 바다 (Energy Sea) 를 따라 이동합니다. 경로에 놓인 장력 지도(‘지형’)가 정지해 있으면, 입구와 출구에서의 주파수 변화가 서로 상쇄되어 순효과가 남지 않습니다. 그러나 광자가 내부를 지나는 동안 그 지형이 변하면 입·출구가 비대칭이 되고, 잔여의 무색산 주파수 이동이 생깁니다. 이것이 경로 진화 적색편이 (PER) 입니다.
2. 세 단계의 분명한 인과고리.
   • 큰 저장력 저(低)체적으로 진입합니다. 전파가 느려지고 위상 보폭의 박자가 늘어나며, 스펙트럼이 약하게 ‘차가운 쪽’으로 밀립니다.
   • 체적이 머무르는 동안 계속 되돌아옵니다. 영역은 정지하지 않고, 우주 진화에 따라 점차 반발·천이(얕아짐)가 진행됩니다.
   • 출구에서의 만회가 모자랍니다. 나올 때의 환경은 들어갈 때와 달라서, 출구 쪽 이동이 입구 쪽 이동을 완전히 상쇄하지 못합니다. 순수한 냉각이 남습니다. 이 세 단계가 모두 충족되어야 안정적인 경로 진화 적색편이가 나타납니다.
3. 왜 ‘크고 완만한’ 체적이 필요한가.
   효과 크기는 광자의 체류 시간과 그 사이 체적이 얼마나, 어느 방향으로 변하는지에 의해 정해집니다. 체적이 작거나 변화가 너무 빠르면 경계에서의 상쇄가 커집니다. 반대로 지나치게 크고 급하게 변하면 복잡한 소거가 늘어납니다. 관측되는 두드러짐은 ‘충분히 크고 변화는 완만한’ 조합을 가리킵니다.
4. 렌즈로 어두워진 것도, 산란으로 차가워진 것도 아닙니다.
   중력렌즈는 주로 경로와 도착 시각을 바꾸지만 면휘도는 보존됩니다. 산란·흡수는 색 의존성과 형태 오염을 남깁니다. 우주 냉점의 표지는 대역에 무관한 온도 하강이며, 물질 차폐나 매질 착색이 아니라 시간에 따라 변하는 장력 지형을 지시합니다.
5. 구조적 효과의 역할 분담.
   넓은 희박 영역에서는 통계적 장력 중력 (STG) 이 약해져 낮은 장력 배경이 형성됩니다. 이는 많은 일반화 비안정 입자 (GUP) 의 미세 끌림이 통계적으로 합쳐진 결과입니다. 또한 소멸에 수반되는 불규칙 주입은 장력 배경 잡음 (TBN) 으로 나타나 경계에 미세한 결을 새깁니다. 이 요소들은 가장자리를 다듬지만, 온도 하강의 주된 원인은 통과 중 체적의 시간적 진화입니다.
6. 경로가 달라지면 결과도 달라집니다.
   같은 시대에 방출된 마이크로파라도, 진화 중인 저장력 체적을 우회하면 경로 진화 적색편이가 거의 나타나지 않습니다. 그 내부를 관통하면 순냉각이 남습니다. 따라서 방향에 따른 온도 차가 자연스럽게 생기며, 우주 냉점은 ‘변하는 영역을 지나간 경로’의 표식이 됩니다.

III. 비유

도중에 속도가 바뀌는 에스컬레이터를 떠올리십시오. 속도가 일정하면 도착 시각은 출발·도착 지점에만 좌우됩니다. 중간에 느려지면 출구에서 잃은 시간을 만회하지 못하고 결국 늦게 도착합니다. 우주 냉점도 마찬가지로, 목적지가 더 차가워서가 아니라 길 중간의 ‘속도 변화’가 위상 박자를 늘렸기 때문입니다.

IV. 기존 설명과의 비교

• 공통점: 경로 항입니다. 표준 우주론은 시선 방향 중력 퍼텐셜의 시간 진화로 서술합니다. 여기서는 통과 중 장력 지형의 재배열로 설명합니다. 두 설명 모두 ‘원천이 더 차갑다’가 아니라 대역에 무관한 경로 항이라는 점에서 일치합니다.
• 차이점: 언어와 강조점입니다. 전통적 기술은 기하·퍼텐셜 적분을 앞세웁니다. 본 설명은 매질 물리, 곧 입구–체류–출구의 비대칭과 그 비대칭이 어떻게 순하강 이동으로 전환되는지를 강조합니다. 관측 예측값은 모순되지 않습니다.
• 더 넓은 맥락입니다. ‘도중 변화’의 논리는 강한 렌즈의 시간 지연과 미세한 주파수 측면 조정에서도 나타납니다. 진화가 없는 경로에서는 도착 시각만 변하고 온도 기준선은 변하지 않습니다. 우주 냉점은 경로 진화 적색편이의 가장 선명한 지문입니다.

V. 결론

우주 냉점은 ‘태생적으로 더 차가운’ 복사가 아닙니다. 큰 저장력 저체적이 진화하는 동안 그 내부를 가로지른 광자의 흔적입니다. 입구에서의 이동이 출구의 보상을 앞질러 대역에 무관한 순냉각이 남았습니다. 이렇게 도드라진 표지가 생기려면 세 가지가 함께 필요합니다. 경로가 충분히 큰 체적을 통과할 것, 광자가 내부에 충분히 오래 머물 것, 그리고 그 기간 동안 체적이 실제로 진화할 것입니다. 이 분명한 인과사슬에 놓고 보면, 우주 냉점은 우연이 아니라 전천 지도에 찍힌 경로 진화 적색편이의 뚜렷한 인장입니다.